Energieverbrauch SSB vs. cw Unabhängig von der Reichweite

  • Hallo zusammen,

    ich habe folgende Frage, weil ich es selber nicht wirklich sinnvoll vergleichen kann.


    Und zwar folgende Frage: Ich habe ein Portabelgerät und betreibe es einmal mit 5 Watt Ausgangsleistung in SSB und einmal in gleicher reger Weise in cw. Wie sieht hierbei der Energieverbrauch aus?

    Meine Bauch sagt mir, dass es hier durchaus Unterschiede gibt, weil cw immer den vollen Träger mit voller Leistung braucht, SSB dagegen in Abhängigkeit zur Modulation tendenziell auch mal deutlich weniger.


    Liege ich mit dieser Vermutung richtig?

    Hat dieses jemand schon mal ausgetestet?


    Gruß aus Aichwald

    Stefan

  • Da liegst du vollkommen richtig, Stefan.
    Man geht bei unkomprimierter Sprachmodulation je nach Modulationsindex von einer Sendeleistung zwischen 0 und 13% der Dauerstrichleistung aus.


    [Solved] The power contained in single sideband in amplitude modulati
    Concept:  The total transmitted power for an AM system is given by: \({P_t} = {P_c}\left( {1 + \frac{{{m^2}}}{2}} \right)\) Pc = Carrier Power m =
    testbook.com

    Analog Communication - SSBSC Modulation


    73 Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    Edited 4 times, last by DL4ZAO ().

  • Bei Übertragung des gleichen Informationsinhaltes wird vermtl. CW günstiger als SSB abschneiden.

    72 Raimund

  • Bei Übertragung des gleichen Informationsinhaltes wird vermtl. CW günstiger als SSB abschneiden

    Dann sprich doch mal den Satz: "Bei Übertragung des gleichen Informationsinhaltes wird vermtl. CW günstiger als SSB abschneiden" und dann gib ihn mal in CW mit 20WpM. Schon allein aus der Länge der Übertragungszeit wird klar, dass CW keinen Vorteil in der Energiebilanz bringen kann.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Man muss aber berücksichtigen, dass CW wegen der "0-Stellung" innerhalb und zwischen den Zeichen auch nur 44 % des Dauerstrichs benötigt.


    73!

    Peter DL3NAA

    DL3NAA
    Name: Peter
    QTH: Kehl (JN38VN)
    DOK B14, HSC 1023, VHSC 186
    QRP von 80 Meter bis 10 Meter CW


    Life is too short for QRP!

    Satis longa vita - Das Leben ist lange genug! (Seneca)

  • Hallo allerseits,

    Raimund, Du betrachtest ja bereits die gesamte Signalkette, Stefan gings ums Senden.

    Bei der Erzeugung eines CW-Signals mit Klasse-C ... -E - Stufen wird man einen recht hohen Wirkungsgrad erzielen.

    Bei der Aussendung eines vglw. breitbandigen Seitenbandes wird man gezwungen sein, für die Stufen des Sendezuges halbwegs lineare Verhältnisse zu schaffen.

    Der Bias für alle Stufen trägt nicht zum Sendesignal bei und wird zu Wärme gemacht. Selbst für Geschichten wir hüllkurvengeführten Bias, Vorverzerrung o.ä. siehts nicht rosig aus mit dem Wirkungsgrad im Vergleich.


    73, Jochen

  • Frage: Ich habe ein Portabelgerät und betreibe es einmal mit 5 Watt Ausgangsleistung in SSB und einmal in gleicher reger Weise in cw. Wie sieht hierbei der Energieverbrauch aus?

    Wenn man es auf das Gerät bezieht, wird es schwierig, weil die Signalaufbereitung auch noch dazu kommt. Wird vermutlich mal jemand ausprobieren müssen.


    Neugierig habe ich mal US-EN gesucht und von 2013 https://electronics.stackexcha…or-ssb-consume-more-power gefunden. Inkl. streifen der Quantentheorie hat man da auch kein eindeutiges Ergebnis erzielt.


    Stefan, ziehst Du die Frage notfalls zurück ??? :) :)

    73 Peter

  • Man muss aber berücksichtigen, dass CW wegen der "0-Stellung" innerhalb und zwischen den Zeichen auch nur 44 % des Dauerstrichs benötigt.

    Klar, 44% sind aber immer noch dreimal mehr als die dreizehn Prozent der Dauerstrichleistung, die man für Sprache bei SSB im Durchschnitt annimmt, da ja nur eine Seitenband-Sprachleistung aufzuintegrieren ist. Die Trägerleistung und die Leistung des ungenutzten Seitenbandes entfallen.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Dann sprich doch mal den Satz: "Bei Übertragung des gleichen Informationsinhaltes wird vermtl. CW günstiger als SSB abschneiden" und dann gib ihn mal in CW mit 20WpM. Schon allein aus der Länge der Übertragungszeit wird klar, dass CW keinen Vorteil in der Energiebilanz bringen kann.


    73

    Günter

    Hallo Günter und alle anderen...

    Ich meine, dass der CW'ist von der Anwendung der CW-Kürzel profitiert. SSB nutzt Klartext, der CWist hingegen Abkürzungen. Ich bleibe dabei: CW ist günstiger.

    Macht's gut, jeder nach seinem Gusto und belebt die Amateurfunkbänder - Raimund

  • Dann sprich doch mal den Satz: "Bei Übertragung des gleichen Informationsinhaltes wird vermtl. CW günstiger als SSB abschneiden" und dann gib ihn mal in CW mit 20WpM

    "xmit same txt in cw prbly bttr than ssb"


    Abgesehen davon, dass man mit 5W in CW erheblich weiter kommt als in SSB oder umgekehrt die gleiche Strecke mit nur 10-20% der Leistung bewaeltigen kann. Vorausgesetzt die Gegenstelle hat ein gescheites CW Filter. Die meisten meiner SOTA QSOs (als Chaser) waeren in SSB voellig unmoeglich gewesen. 429 und so, reichte aber in CW.


    73, Joerg

  • Hallo zusammen,

    also der Reihe nach:

    1. Nein, ich ziehe die Frage nicht zurück! ;)

    2. Zur Detaillierung nochmal: Es geht nicht darum, ob ich mit cw wegen den Abkürzungen die Information schneller übermitteln kann und dadurch effizienter bin, sondern ganz banal:

    Ich spreche eine Minute in SSB und vergleiche das mit einer Minute cw. Wenn ich diesen Umstand heranziehe, dann ist nach euren Aussagen auf alle Fälle SSB mit weniger Energie ausgekommen. Und genau auf diesen Punkt kommt es an. Und dann ist es auch egal, ob 44% oder mehr, dann sind die genannten 13% doch deutlich weniger und somit habe ich in SSB länger Freude am vollen Akku als bei cw.


    Daher ist meine Frage im Kollektiv gesehen beantwortet worden! Danke dafür!


    Gruß Stefan

  • Abgesehen davon, dass man mit 5W in CW erheblich weiter kommt als in SSB oder umgekehrt die gleiche Strecke mit nur 10-20% der Leistung bewaeltigen kann.

    Jetzt verkomplizieren wir die Eingangsfrage in dem wir zusätzliche Parameter einbringen - hier die Bandbreite und ihre Auswirkung auf die Linkbilanz. Die Eingangsfrage lautet aber "Energiverbrauch unabhängig von der Reichweite". Stefan wollte - so habe ich das verstanden - ganz allgemein wissen, wieviel Energie in einem SSB Signal enthalten ist.



    Dass ein Signal, dessen Leistung auf 2,7 kHz Bandbreite verteilt ist ungünstiger ist, als ein Signal in einem 500Hz Kanal, und dass auch die Rauschleistung im Kanal im Verhältnis 2700/500 = 7dB zugunsten von CW unterschiedlich ist, ist eine andere Betrachtung.


    Vielleicht zum einfachen Verständnis zur Seitenbandleistung ohne höhere Mathematik nochmals eine weitere Betrachtung: SSB gehört zur Familie der AM (Amplitudenmodulation). Ein "voll" AM Singal mit 100% Modulationsgrad teilt die Sendeleistung auf in: 50 % Trägerleistung und jeweils 25 % Leistung in den beiden Seitenbändern. Im worst case Fall, wenn ein AM Sender mit einem NF-Sinussignal im Dauerstrich bei 100% Modulationsgrad moduliert ist (das berühmte Pfeifen ins Mikrofon), stecken in einem Seitenband demnach maximal 25% der Sendeleistung. Da aber Sprache im Mittel weit weniger Energiegehalt hat, als ein Dauerstrich Pfeifton, kommt man auf die benannten 0 bis 12,5% mittlere Seitenband-Leistung bei Sprachaussteuerung.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    Edited 12 times, last by DL4ZAO ().

  • Stefan wollte - so habe ich das verstanden - ganz allgemein wissen, wieviel Energie in einem SSB Signal enthalten ist.

    Selbst das laesst sich nicht einfach beantworten. Vor zwei Tagen hoerte ich auf 40m jemanden mit S9+10, der seinen Kompressor soweit aufgedreht hatte, dass das S-Meter selbst in Sprechpausen bei S9+10 blieb. Dann braucht SSB mehr als CW, weil immer "volle Pulle". Ansonsten aber eher nicht. Haengt alles von der Modulation, der Stimme und der Einstellung eines u.U. benutzten Kompressors ab.


    Bei CW ist das aehnlich. Wenn jemand mit einem Bug nach der Methode "daaah-daaah-brrrt" gibt, braucht das mehr Energie als mit einem Electronic Paddle.


    73, Joerg

  • Bei CW ist das aehnlich. Wenn jemand mit einem Bug nach der Methode "daaah-daaah-brrrt" gibt, braucht das mehr Energie als mit einem Electronic Paddle.

    CW mag ja wirklich supertoll sein, das stelle ich ja nicht in Abrede, aber das ist hier gar nicht die Frage. Geht man von Norm CW mit seinem festgelegten Verhältnis von Punkt-Strich-Pausen aus, wird CW-Text wegen des dadurch anzunehmenden Tastverhältnisses von ca 44% mehr mittlere Leistung aufnehmen als eine SSB Sprachmodulation bei vergleichbarer Trägerleistung. Außer man pfeift rein. Sprache hat nun mal einen relativ geringen mittleren Energiehgehalt, selbst komprimiert käme man nicht auf 44%

    Es bringt für das allgemeine Verständnis der Leistungsbetrachtung auch nichts, extreme Einzelfälle heranzuziehen oder Fälle, wo ein User durch grobe Fehleinstellung seinen Sender mit der Übertragung von Audio-Rauschen malträtiert oder in CW die Striche sekundenlang gibt. Ausnahmen eignen sich schlecht zur Erklärung eines allgemeinen Sachverhalts.


    Schwieriger zu beantworten wäre Stefans Frage nach der aufgenommenden DC-Leistung, die der TX im Vergleich CW-SSB zieht. Das lässt sich nicht so leicht vorhersagen, denn das hängt vom Arbeitspunkt der PA und daraus resultierend vom Wirkungsgrad ab. Und das unterscheidet sich bei SSB-Linearbetrieb und CW.


    73

    günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    Edited 4 times, last by DL4ZAO ().

  • Ich sehe es so wie die Ergebnisse vieler Studien: Sind die Randbedingungen klar deffiniert oder gibt es da Spielraum (ist es ein 5W-Gerät oder ein 100W-Gerät, daß die 5W erzeugt, geht es nur um die Ausgangsleistung oder auch um die damit erreichte Reichweite u.a.mehr), wurde gemessen oder nur allgemeine Gerätespezifikationen zugrunde gelegt.
    ist es ein 5W-Gerät wie FT 817, wird der Unterschied nicht groß ausfallen, weil die Stromaufnahme zwischen TX (~2A) und RX (~0,5A) vielleicht nur 4:1 beträgt. Bei einem 100W-Gerät (~5-8A/~0,5A) und 5W kann das schon in den Bereich 15:1 kommen aufgrund der hohen Ruheströme des Senders. Da steht dann CW sicher besser da.

    Ich würde sagen, das sollte man am konkreten Gerät mal messen, da kann man sich total verschätzen. SSB-Geräte reagieren im Teillastbetrieb mit einer deutlichen Verringerung des Wirkungsgrades, die Stromaufnahme sinkt nicht prortional zur Leistung. Mein IC-7300 braucht z.B. knapp 5A bei 5W CW, der FT-817 nur 2A

    73 Reiner

  • DL8SFZ: ... doch deutlich weniger und somit habe ich in SSB länger Freude am vollen Akku als bei cw


    Hallo zusammen,


    beim Vergleich, wenn man beides auf 5 W stellt, mag das stimmen. Wie aber Jörg schon erwähnte, sind 5 W

    in CW von Reichweite und QSO-Wahrscheinlichkeit nicht vergleichbar mit 5 W in SSB.

    Die längere Freude am vollen Akku wird also mit weniger Antworten auf CQ-Rufe oder beim Anrufen von Stationen

    etwas getrübt.


    Alternativ kann man in CW die 5 W auf etwas über 0,3 W reduzieren um eine etwa gleiche Verständlichkeit zu erreichen.

    Wenn man dann 5 W SSB mit 0,3 W CW vergleicht, fällt die Akkufreude (lassen wir mal die Signalaufbereitung unbeachtet) wieder anders aus ...


    vy 73, Ralph, DL1HR

  • Also, meine lieben Kommentatoren, bitte doch nicht erneut die Signalstrecke betrachten incl. Filterbandbreite, SNR etc. .

    Möchten wir beim Energieaufwand für die Aussendung bleiben? (gemäß TE)

    Dann nehmen wir eine bias-lose class E-Stufe mit 88% Wirkungsgrad und verheiraten diese mit dem hier genannten geschätzten Trägerfaktor 0,44 für CW.

    Jetzt dagegen gesetzt der integrierte "Füllgrad" für ein Seitenband ohne Träger, wurde hier mit 13% genannt, Kompressor an, jetzt ggf. 25%. Bei unnötig hohen Kompressionsfaktoren wird der Seitenbandblock mit nutzlosem Rauschen aufgefüllt.

    Gegentakt Linearausgangsstufe im AB-Betrieb mit FETs. Bei einer 20W-PA schicke ich temperaturabhängig 0,4 bis 0,8 A pro Transistor als Bias-Wärme in den Kühlkörper, von den rechnerischen 55% "Wirkungsgrad" bleibt übrig ... ? Mit moduliertem Bias wirds nur ein paar % besser.

    Wer das überschlägig kalkulierte Ergebnis bezweifelt, kann sich ja eine Dummy-Load mit Kalorimeterfunktion basteln.

    Selbst mit einer Klasse C - Endstufe gewinnt CW mit deutlichem Vorsprung.

    Man kreide mir meine grob überschlägigen Annahmen bitte nicht an ...

  • Wenn ich zum Anfang zurück gehe, fragt Stefan für ein und dasselbe Gerät bei 5W Output, wann die Batterie leer ist, bzw. welcher Betriebsmodus im selben Gerät mehr Energie je Zeiteinheit abzapft. (So habe ich die Frage verstanden.)


    Es ist ja völlig klar, daß CW gewinnt, wenn ich extra ein einstufiges Konstrukt aufbaue, das statt Dauerstrich nur DauerPause sendet und im G-Betrieb per OP-Energieausstrahlung die Batterie wieder auflädt ............................................. Im richtigen Amateurfunk kann nur CW ...............................


    73 Peter

  • Also, ich habe es mir mal an meinem IC-7300 (100W-Gerät) angeschaut (Einstellung Mic und COMP bei 50%): . Angezeigt wird der Kollektorstrom, also ohne den Rest des Gerätes:
    5W SSB ohne Modulation: 3A, moduliert etwa 5A - Anzeige meines thermischen Leistungsmessers 0W (<2W, untere Anzeigeschwelle ist etwa 2,5W)

    5W CW: ungetastet 0A, getastet 5A - Anzeige meines therm. Leistungsmessers 5W
    20W SSB ohne Modulation: 3A, moduliert zappelt zwischen 6 und 7,5A, Leistungsmesser bringt in den Spitzen (Pfeifen) 5-6W, sonst deutlich darunter.

    20W CW: ohne Signal 0A, getastet 7A - Thermischer Leistungsmesser zeigt etwa 15W
    100W SSB: ohne Modulation: 3A, moduliert knapp unter 15A. Leistung nicht gemessen, liegt aber nahe 100W Spitze (Therm. Leistungsmesser ist nur bis 20W geeignet)

    100W CW: ungetastet 0A, getastet 15A. Leistung nicht gemessen

    Ergebnis:

    Man kann sich über die Aussagekraft der gemessenen Werte sicher streiten, aber wer es genauer will, muß aufwändige Meßtechnik hinzuziehen, die nicht jeder hat.

    Mein thermischer Leistungsmesser funktioniert nach dem Prinzip Glühlämpchen auf Fotodiode, Anzeige über einfachen digitalen Vielfachmesser.

    Die Unterschiede der Stromaufnahme SSB/CW hängen offensichtlich stark von der Aussteuerung ab und sind nur bei voller Aussteuerung der Endstufe deutlich.

    Die Charakteristik der Strommessung im IC-7300 (Spitzen- oder Mittelwertanzeige) beeinflußt das Ergebnis und ist mir nicht bekannt.

    Wer es genau haben will, wird auch für den Strommesser einen Strommengenzähler einsetzen müssen, da jede Ablesung zappelnder Zeiger Kaffeesatzlesen gleichzusetzen ist.

    Wichtig ist, daß das Herabregeln der Leistung (oder eine geringere Aussteuerung zwischen Lautstärkespitzen bei SSB) den Wirkungsgrad stark verschlechtert (CW: 5W/5A, 100W/15A, bei 20W schon nahe 46% des 100W-Wertes).

    Letztlich ist interessant, wielange der Akku in welcher Betriebsart durchhält. Das kann man mit der Uhr in der Praxis ermitteln.

    Ich tendiere dazu, daß die Sendepausen zwischen CW-Zeichen bei Vollaussteuerung die geringere SSB-Stromaufnahme kompensieren und bei Teillast CW weniger Strom verbraucht

    73 Reiner